一、多线程简介
1、什么是线程？
线程在操作系统原理中是这样描述的：线程是进程的一条执行路径。线程在Unix系统下，通常被称为轻量级的进程，线程虽然不是进程，但却可以看作是Unix进程的表亲，所有的线程都是在同一进程空间运行，这也意味着多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack)，自己的寄存器环境(register context)，自己的线程本地存储(thread-local storage)。 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。
2、主线程和子线程
一个进程创建后，会首先生成一个缺省的线程，通常称这个线程为主线程(或称控制线程)，C/C++程序中，主线程就是通过main函数进入的线程，由主线程调用pthread_create()创建的线程称为子线程，子线程也可以有自己的入口函数，该函数由用户在创建的时候指定。每个线程都有自己的线程ID，可以通过pthread_self()函数获取。最常见的线程模型中，除主线程较为特殊之外，其他线程一旦被创建，相互之间就是对等关系，不存在隐含的层次关系。每个进程可创建的最大线程数由具体实现决定。
无论在windows中还是Posix中，主线程和子线程的默认关系是：无论子线程执行完毕与否，一旦主线程执行完毕退出，所有子线程执行都会终止。这时整个进程结束或僵死，部分线程保持一种终止执行但还未销毁的状态，而进程必须在其所有线程销毁后销毁，这时进程处于僵死状态。线程函数执行完毕退出，或以其他非常方式终止，线程进入终止态，但是为线程分配的系统资源不一定释放，可能在系统重启之前，一直都不能释放，终止态的线程，仍旧作为一个线程实体存在于操作系统中，什么时候销毁，取决于线程属性。在这种情况下，主线程和子线程通常定义以下两种关系：
可会合（joinable）：这种关系下，主线程需要明确执行等待操作，在子线程结束后，主线程的等待操作执行完毕，子线程和主线程会合，这时主线程继续执行等待操作之后的下一步操作。主线程必须会合可会合的子线程。在主线程的线程函数内部调用子线程对象的wait函数实现，即使子线程能够在主线程之前执行完毕，进入终止态，也必须执行会合操作，否则，系统永远不会主动销毁线程，分配给该线程的系统资源也永远不会释放。
相分离（detached）：表示子线程无需和主线程会合，也就是相分离的，这种情况下，子线程一旦进入终止状态，这种方式常用在线程数较多的情况下，有时让主线程逐个等待子线程结束，或者让主线程安排每个子线程结束的等待顺序，是很困难或不可能的，所以在并发子线程较多的情况下，这种方式也会经常使用。
线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己，在默认的情况下，线程是非分离状态的，这种情况下，原有的线程等待创建的线程结束，只有当pthread_join函数返回时，创建的线程才算终止，释放自己占用的系统资源，而分离线程没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。
3、创建子线程
pthread_create()函数
函数原型：
#include
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void
*arg);
下面以一个程序演示子线程的创建
代码如下：
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7
8 void *thread_worker1(void *args);
9 void *thread_worker2(void *args);
10
11 int main(int argc, char *argv[])
12 {
13 int shared_var = 1000;
14 pthread_t tid;
15 pthread_attr_t thread_attr;
16
17
18 if (pthread_attr_init(&thread_attr))
19 {
20 printf("pthread_attr_init() failure: %sn", strerror(errno));
21 return -1;
22 }
23
24 if (pthread_attr_setstacksize(&thread_attr, 120*1024)) //重新设置子线程栈大小
25 {
26 printf("pthread_attr_setstacksize() failure: %sn", strerror(errno));
27 return -1;
28 }
29 //设置子线程与主线程为相分离的关系
30 if (pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED))
31 {
32 printf("pthread_attr_setdetachstate() failure: %sn", strerror(errno));
33 return -1;
34 }
35 //创建第一个子线程，去执行thread_worker1()
36 pthread_create(&tid, &thread_attr, thread_worker1, &shared_var);
37 printf("Thread worker1 tid[%ld] created okn", tid);
38 //创建第二个子线程，去执行thread_worker2()
39 pthread_create(&tid, NULL, thread_worker2, &shared_var);
40 printf("Thread worker2 tid[%ld] created okn", tid);
41
42 pthread_attr_destroy(&thread_attr); //销毁为线程重新设置的属性
43
44
45 pthread_join(tid, NULL);
46
47
48 while (1)
49 {
50 printf("Main/Control thread shared_var: %dn", shared_var);
51 sleep(10);
52 }
53 }
54
55 void *thread_worker1(void *args)
56 {
57 int *ptr = (int *)args;
58
59 if (!args)
60 {
61 printf("%s() get invalid argumentsn", __FUNCTION__);
62 pthread_exit(NULL);
63 }
64
65 printf("Thread workder 1 [%ld] start running...n", pthread_self());
66
67 while (1)
68 {
69 printf("+++: %s before shared_var++: %dn", __FUNCTION__, *ptr);
70 *ptr += 1;
71 sleep(2);
72 printf("+++: %s after sleep shared_var: %dn", __FUNCTION__, *ptr);
73 }
74
75 printf("Thread workder 1 exit...n");
76
77 return NULL;
78 }
79 //宏__FUNCTION__用来获取函数名
80 void *thread_worker2(void *args)
81 {
82 int *ptr = (int *)args;
83
84 if (!args)
85 {
86 printf("%s() get invalid argumentsn", __FUNCTION__);
87 pthread_exit(NULL);
88 }
89
90 printf("Thread workder 2 [%ld] start running...n", pthread_self());
91
92 while (1)
93 {
94 printf("---: %s before shared_var++: %dn", __FUNCTION__, *ptr);
95 *ptr += 1;
96 sleep(2);
97 printf("---: %s after sleep shared_var: %dn", __FUNCTION__, *ptr);
98 }
99
100 printf("Thread workder 2 exit...n");
101
102 return NULL;
103 }
4.适用于多线程的场景
提高响应速度，让IO和计算相互重叠，降低时延。
1.有多个cpu可用。
2.线程间有共享数据。
3.共享数据可以修改
4.提供非均质服务。处理事务有优先级之分，防止出现优先级反转。
5.利用异步操作。
6.能scale up。
7.具有可预测的性能。
8.能够有效的划分责任与功能，让每个线程逻辑比较简单。
